(57)【要約】      （修正有）【課題】  フォーカス検出感度および分解能を向上できる多層光ディスク記録再生装置を提供する。【解決手段】  記録媒体からの戻り光を３分割して、それぞれ収束させた戻り光の焦点付近に配置された３つのピンホールフィルタと、前記ピンホールフィルタよりの光を検出するため前記ピンホールフィルタの後方に配置された光検出器とを具備し、前記３つのピンホールフィルタの開口部の位置の１つは前記戻り光の焦点位置になり、他の一つが、前記戻り光の焦点位置の前後に所定距離離れた位置となるように配置され、光検出器の差動出力より、焦点誤差信号を検出する。【選択図】      図２
2006244594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に光スポットを照射して情報の記録再生を行う光情報記録再生装置であって、
前記記録媒体からの戻り光を少なくとも３分割して、それぞれ収束させた戻り光の焦点付近に配置された少なくとも３つのピンホールフィルタと、前記ピンホールフィルタよりの光を検出するため前記ピンホールフィルタの後方に配置された光検出器とを具備し、
前記少なくとも３つのピンホールフィルタの開口部の位置が、１つは前記戻り光の焦点位置になり、その他の前記ピンホールフィルタの開口部の位置が、前記戻り光の焦点位置の前後に所定距離だけ離れた位置となるように、前記少なくとも３つのピンホールフィルタが配置され、
前記戻り光の焦点位置から前記所定距離だけ離して配置された前記他のピンホールフィルタの後方に配置された前記光検出器の差動出力より、前記光スポットの焦点誤差信号を検出することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項２】
記録媒体に光スポットを照射して情報の記録再生を行う光情報記録再生装置であって、
前記記録媒体からの戻り光を少なくとも３分割して、それぞれ収束させた戻り光の焦点付近に配置されるとともに、その開口部の周囲に反射面を持つように構成された少なくとも３つのピンホールフィルタと、前記ピンホールフィルタよりの光を検出するため前記ピンホールフィルタの前方及び後方にそれぞれ配置された２種類の光検出器とを具備し、
前記少なくとも３つのピンホールフィルタの開口部の位置が、１つは前記戻り光の焦点位置になり、その他の前記ピンホールフィルタの開口部の位置が、前記戻り光の焦点位置の前後に所定距離だけ離れた位置となるように、前記少なくとも３つのピンホールフィルタが配置され、
前記戻り光の焦点位置から前記所定距離だけ離して配置された前記他のピンホールフィルタの後方に配置された前記光検出器の差動出力より、前記光スポットの焦点誤差信号を検出すると共に、前記前方に配置された光検出器が２分割されており、それぞれの２分割光検出器の差動を取ることでトラッキング誤差信号を検出することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光情報記録再生装置において、前記戻り光の焦点位置のピンホールフィルタの後方に配置された光検出器と、前記戻り光の焦点位置から所定距離だけ離して配置された２つのピンホールフィルタの後方に配置された２個の検出器の平均出力との差動出力より、光スポットが通過する反射面の数を計算することを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光情報記録再生装置において、前記記録媒体からの戻り光を３分割する手段として、グレーティングを用いたことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光情報記録再生装置において、前記記録媒体からの戻り光を３分割する手段として、２重グレーティングを用いたことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光情報記録再生装置において、前記ピンホールフィルタが開口部の周囲に突起状の反射面を持つことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光情報記録再生装置において、前記ピンホールフィルタ前面の２分割光検出器の中心部分に開口部を設け、その中を戻り光の集光ビームが通過するように配置したことを特徴とする光情報記録再生装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光情報記録再生装置において、前記記録光源として、高出力光源を用い、記録波長の１／２の波長に相当するエネルギーで多層構造の記録媒体に記録することを特徴とする光情報記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、記録媒体に光スポットを照射して情報の記録再生を行うために光源及び光学系及び光スポットの位置制御装置を有する光情報記録再生装置に関し、特に、フォーカス検出感度および分解能を向上できる３次元多層光ディスクの記録再生に適した光情報記録再生装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、記録媒体に光スポットを照射して情報の記録再生を行うために光源及び光学系及び光スポットの位置制御装置を有する光情報記録再生装置が知られている。
従来の光情報記録再生装置の一例について、図７を参照して説明する。
図７は、従来の光情報記録再生装置の一例の概略構成図である。
図７に示すように、この従来の光情報記録再生装置は、光源である半導体レーザ８０を有しており、半導体レーザ８０から発せられた出射光は、コリメートレンズ８１によって平行光にされた後に、出射光と反射光とを分離する偏光ビームスプリッタ８２、及び、偏光ビームスプリッタ８２での出射光と反射光との分離を可能にするために光の偏光面を回転させる１／４波長板８３を通過し、集光レンズ８４によって光ディスク媒体８５上に集光される。
そして、光ディスク媒体８５からの反射光は、集光レンズ８４で平行光にされた後に、１／４波長板８３を通過し、偏光ビームスプリッタ８２によって出射光の光路から分離されて、ハーフプリズム８６に向かう。ハーフプリズム８６では、反射光の一部が、フォーカストラッキング制御における誤差信号を検出するための光として分離され、その分離された光は、検出レンズ８７によって光検出器８８に集光されて、そこでフォーカストラッキング制御のためのフォーカス誤差信号及びトラッキング誤差信号が検出される。
一方、ハーフプリズム８６を通過した残りの光は、集束レンズ８９によって再び集束され、集束レンズ８９と一体的に形成されているピンホールフィルタ９０のピンホール領域（光透過領域）９０Ａを通過して、光検出器９１に入射する。光検出器９１は、この入射光に基づいて、再生信号を生成する。
この従来技術においては、ピンホール領域（光透過領域）９０Ａを透過した高解像度の光ビームのみが検出信号として利用される。
なお、先行技術としては、特許文献１として、光源と、受光する光に基づいて所定の信号を生成する光検出器と、該光源から出射された光ビームを集光して所定の反射部材に照射する集光光学系と、該所定の反射部材からの反射光を該光検出器に導く再生光学系と、を備える光ヘッドを、該再生光学系を、光を所定の集束点に集束させるように構成する工程と、該集束点の近傍に所定の材料の膜を設ける工程と、該再生光学系の少なくとも一部を通過して集束された光を該所定の材料の膜に照射して、該集束された光の中心近傍の部分を選択的に透過させる光透過領域を有するフィルタを形成する工程と、を包含する方法によって、製造する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−３４０４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来技術では、フォーカスサーボ方法は通常の非点収差法を用いているので、多層ディスクでその反射層の層間隔が小さくなってくると、Ｓ字カーブの範囲を層間隔以下にしなければならず、相対的に感度が悪くなるという問題点があった。
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、フォーカス検出感度および分解能を向上できる３次元多層光ディスクの記録再生に適した光情報記録再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、記録媒体に光スポットを照射して情報の記録再生を行う光情報記録再生装置であって、前記記録媒体からの戻り光を少なくとも３分割して、それぞれ収束させた戻り光の焦点付近に配置された少なくとも３つのピンホールフィルタと、前記ピンホールフィルタよりの光を検出するため前記ピンホールフィルタの後方に配置された光検出器とを具備し、前記少なくとも３つのピンホールフィルタの開口部の位置が、１つは前記戻り光の焦点位置になり、その他の前記ピンホールフィルタの開口部の位置が、前記戻り光の焦点位置の前後に所定距離だけ離れた位置となるように、前記少なくとも３つのピンホールフィルタが配置され、前記戻り光の焦点位置から前記所定距離だけ離して配置された前記他のピンホールフィルタの後方に配置された前記光検出器の差動出力より、前記光スポットの焦点誤差信号を検出することを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、記録媒体に光スポットを照射して情報の記録再生を行う光情報記録再生装置であって、前記記録媒体からの戻り光を少なくとも３分割して、それぞれ収束させた戻り光の焦点付近に配置されるとともに、その開口部の周囲に反射面を持つように構成された少なくとも３つのピンホールフィルタと、前記ピンホールフィルタよりの光を検出するため前記ピンホールフィルタの前方及び後方にそれぞれ配置された２種類の光検出器とを具備し、前記少なくとも３つのピンホールフィルタの開口部の位置が、１つは前記戻り光の焦点位置になり、その他の前記ピンホールフィルタの開口部の位置が、前記戻り光の焦点位置の前後に所定距離だけ離れた位置となるように、前記少なくとも３つのピンホールフィルタが配置され、前記戻り光の焦点位置から前記所定距離だけ離して配置された前記他のピンホールフィルタの後方に配置された前記光検出器の差動出力より、前記光スポットの焦点誤差信号を検出すると共に、前記前方に配置された光検出器が２分割されており、それぞれの２分割光検出器の差動を取ることでトラッキング誤差信号を検出することを特徴とする。
【０００５】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光情報記録再生装置において、前記戻り光の焦点位置のピンホールフィルタの後方に配置された光検出器と、前記戻り光の焦点位置から所定距離だけ離して配置された２つのピンホールフィルタの後方に配置された２個の検出器の平均出力との差動出力より、光スポットが通過する反射面の数を計算することを特徴とする。
また、請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光情報記録再生装置において、前記記録媒体からの戻り光を３分割する手段として、グレーティングを用いたことを特徴とする。
また、請求項５記載の発明は、請求項４に記載の光情報記録再生装置において、前記記録媒体からの戻り光を３分割する手段として、２重グレーティングを用いたことを特徴とする。
また、請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光情報記録再生装置において、前記ピンホールフィルタが開口部の周囲に突起状の反射面を持つことを特徴とする。
また、請求項７記載の発明は、請求項６に記載の光情報記録再生装置において、前記ピンホールフィルタ前面の２分割光検出器の中心部分に開口部を設け、その中を戻り光の集光ビームが通過するように配置したことを特徴とする。
また、請求項８記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光情報記録再生装置において、前記記録光源として、高出力光源を用い、記録波長の１／２の波長に相当するエネルギーで多層構造の記録媒体に記録することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、少なくとも３つのピンホールフィルタの開口部の位置が、１つは前記戻り光の焦点位置になり、その他の前記ピンホールフィルタの開口部の位置が、前記戻り光の焦点位置の前後に所定距離だけ離れた位置となるように、前記少なくとも３つのピンホールフィルタが配置され、前記戻り光の焦点位置から前記所定距離だけ離して配置された前記他のピンホールフィルタの後方に配置された前記光検出器の差動出力より、前記光スポットの焦点誤差信号を検出するようにしたので、ピンホールフィルタを通過した深度方向に高解像度の光ビームのみを検出信号として利用することができ、狭間隔の複数の反射層に対してそれぞれフォーカスサーボを印加することが可能となる３次元光記録再生に適した光情報記録再生装置が得られる。
また、本発明によれば、少なくとも３つのピンホールフィルタの開口部の位置が、１つは前記戻り光の焦点位置になり、その他の前記ピンホールフィルタの開口部の位置が、前記戻り光の焦点位置の前後に所定距離だけ離れた位置となるように、前記少なくとも３つのピンホールフィルタが配置され、前記戻り光の焦点位置から前記所定距離だけ離して配置された前記他のピンホールフィルタの後方に配置された前記光検出器の差動出力より、前記光スポットの焦点誤差信号を検出すると共に、前記前方に配置された光検出器が２分割されており、それぞれの２分割光検出器の差動を取るようにしたので、上記作用効果に加えて、トラッキング誤差信号を正確に検出する事ができる。
【０００７】
また、本発明によれば、上記作用効果に加えて、光スポットが複数の反射面をそれに垂直方向に移動するとき、前記戻り光の焦点位置のピンホールフィルタの後方に配置された光検出器と、前記戻り光の焦点位置から所定距離だけ離して配置された２つのピンホールフィルタの後方に配置された２個の検出器の平均出力との差動出力より、光スポットが通過する反射面の数を計算する事ができる。
また、本発明によれば、上記作用効果に加えて、前記記録媒体からの戻り光を３分割する手段として、グレーティングを用いたことにより、戻り光の分割がコンパクトにでき、装置の全体を小型にすることができる。
また、本発明によれば、上記作用効果に加えて、グレーティングを２重に用いた事により、光源に波長変動がある場合でも、焦点位置の変動を防ぐことができ、光検出器の強度の低下が避けられ、光学系の安定性が向上する。
また、本発明によれば、上記作用効果に加えて、前記ピンホールフィルタが開口部の周囲に突起状の反射面を持つようにしたので、反射面のあるピンホールフィルタを戻り光の光軸に対してほぼ垂直に配置することができ、かつピンホールフィルタ前面の複数の光検出器を戻り光の光軸に対して離して最適な位置に配置することができる。このため、ピンホールフィルタの配置や、トラッキング誤差信号の０点調整が容易になると共に、光学系も全体の配置の自由度が増え、各素子を空間的に効率よく配置することができる。
また、本発明によれば、上記作用効果に加えて、ピンホールフィルタ前面の２分割光検出器の中心部分に開口部を設け、その中を戻り光の集光ビームか通過するように配置したので、反射面のあるピンホールフィルタを戻り光の光軸に対してほぼ垂直に配置することができ、ピンホールフィルタの配置や、トラッキング誤差信号の０点調整が容易になる。また光学系も全体の配置がコンパクトにできる。
また、本発明によれば、上記作用効果に加えて、前記記録光源として、高出力光源を用い、記録波長の１／２の波長に相当するエネルギーで多層構造の記録媒体に記録するようにしたので、記録時に深さ方向により浅く記録できることから、記録媒体と反射層の組み合わせの多層構造において、繰り返しの層間隔をより小さくすることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
（実施例）
図１は、本発明による光情報記録再生装置の要部に関する第１の実施形態の概略図である。
図１に示すように、この光情報記録再生装置は、光源１を有しており、光源１からの出射光は、集光レンズ２、偏光ビームスプリッタ３、１／４波長板４を通って対物レンズ５により３次元記録媒体６中に集光する。３次元記録媒体６からの反射光は、対物レンズ５、１／４波長板４を通って偏光ビームスプリッタ３により反射され、ビームスプリッタ７Ａ、７Ｃにより、３分割され、３分割された光ビームは各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、各ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃを通って各光検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ上に照射される。
なお、各光検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの光検出出力は、光スポット位置制御装置２０へ送られ、それを基に光スポットの位置制御が行われる。
ここで、各ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、それぞれ各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの概略焦点位置に来るように配置されている。各ピンホールフィルタの開口部は集光レンズの集光ビーム径とほぼ同等程度に小さいことが必須となる。
【０００９】
各ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃは、その開口部の位置が、それぞれ各集光レンズ８Ａ、Ｂ、Ｃの焦点位置に対してそれぞれ異なるように配置されている。すなわち、図１に示した実施形態では、ピンホールフィルタ９Ｂは、その開口部が集光レンズ８Ｂの集光位置に正しく配置されており、これに対して、ピンホールフィルタ９Ａは、その開口部が集光レンズ８Ａの集光位置に対して少し後方に配置されており、これと反対にピンホールフィルタ９Ｃは、その開口部が集光レンズ８Ｃの集光位置に対して少し前方に配置されている。すなわち、３つのピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの開口部の位置が、１つは前記戻り光の焦点位置になり、その他の前記ピンホールフィルタの開口部の位置が、前記戻り光の焦点位置の前後に所定距離だけ離れた位置となるように、前記少なくとも３つのピンホールフィルタが配置されている。
このような各ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの配置においては、ピンホールフィルタ９Ｂの開口部を透過した光量が他の場合に比べ最大になる。すなわち、光検出器１０Ｂの出力をＢとすると、Ｂが最大になる。
これに比べ、ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｃを通過した光は、それぞれピンホールフィルタ９Ａ、９Ｃの開口部が集光レンズの集光位置から少しずれているため、その一部が各ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｃによってけられ、透過光量が低下する。すなわち、光検出器１０Ｂの出力Ｂに比べて光検出器１０Ａ、１０Ｃの出力Ａ、Ｃとは小さくなる。
【００１０】
ここで、各ピンホールフィルタのそれに対応する集光レンズの光軸方向に関する位置と、各光検出器の出力の関係を図２に示す。
図２において、横軸におけるＡ、Ｂ、Ｃが各ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの位置を示しており、縦軸における各位置Ａ、Ｂ、Ｃの点線と、以下に説明する３つの状態１、２、３の実線グラフとの交点が、光検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの出力を表している。
また、この図２には、集光レンズによるビームの３次元記録媒体６の反射面上の位置と、ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの位置の関係から、１、２、３の３つの状態が示されている。
すなわち、図２において、状態１は、３次元記録媒体６の反射面が、この光検出装置の基準位置に対して手前（図１では上側）にある状態での光検出出力を示し、ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの各位置Ａ、Ｂ、Ｃにおける光検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの光検出出力は□で表される。
図２において、状態２は、３次元記録媒体６の反射面が、この光検出装置の基準位置にある状態での光検出出力を示し、ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの各位置Ａ、Ｂ、Ｃにおける光検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの光検出出力は○で表される。
図２において、状態３は、３次元記録媒体６の反射面が、この光検出装置の基準位置に対して後方（図１では下側）にある状態での光検出出力を示し、ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの各位置Ａ、Ｂ、Ｃにおける光検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの光検出出力は△で表される。
ここで、各光検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの光検出出力をａ、ｂ、ｃとしたとき、焦点誤差信号ＳＥは、ＳＥ＝ａ−ｃで与えられる。そして、合焦時にＳＥ＝０となるように光学系及び光検出器の出力を調整しておけば、ＳＥの符号で焦点位置を判定することができる。なお、焦点誤差信号ＳＥによる焦点位置の判定および光スポットの位置制御は、光スポット位置制御装置２０によって行われる。
すなわち、図２に示すように、上記状態２（合焦時）において、ＳＥ＝０となるように調整しておけば、例えば、３次元記録媒体６の反射面が、この光検出装置の基準位置に対して手前（図１では上側）にある状態１の場合は、ＳＥ＞０となり、３次元記録媒体６の反射面が、この光検出装置の基準位置に対して後方（図１では下側）にある状態３では、ＳＥ＜０となる。
従って、上記ＳＥの符号および値等によって、光スポットの正確な位置制御を行うことができる。すなわち、３次元記録媒体６の反射面よりの戻り光の焦点位置から所定距離だけ、その開口部を離して配置された他のピンホールフィルタ後方の光検出器の差動出力より焦点誤差信号ＳＥを得て、その焦点誤差信号ＳＥに基づいて前記光スポットの正確な位置制御を行っているので、狭間隔の複数の反射層に対してそれぞれフォーカスサーボを印加することが可能となる３次元光記録再生に適した光情報記録再生装置が得られる。
【００１１】
また、記録信号Ｓに関しては、Ｓ＝ａ＋ｂ＋ｃとして検出する。３次元記録媒体６の反射面で反射率が変化する場合に、Ｓの値が変動するが、上記方法で記録信号Ｓの検出をすることができる。また、各ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃに関しては、その開口部が各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの集光位置に対して前述した位置関係を保てば良く、各ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃは互いに交換可能である。また、光検出器１０の材料としてはＳｉ、Ｇｅ等の半導体の検出器が適用できるがその他のものでも良い。また、ピンホールフィルタ９は遮光材料中に開口部を設けた物で、空孔であっても遮光材の一部を透明化しても良い。
更に、層間のカウント信号として、ＳＣ＝（ａ＋ｃ）／２−ｂを用いた場合、図２に示したように、各ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃの光検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの基準位置に対する相対位置が変化することにより、３次元記録媒体６の反射層を光検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの基準位置が縦に通過する度に、上記ＳＣの値は±に変化する。そこで、この値の±の変化の回数をカウントすれば、３次元記録媒体６の反射層を集光スポットが垂直的に通過した層数を数えることができる。
すなわち、ここでは、戻り光の焦点位置のピンホールフィルタの後方に配置された光検出器と、戻り光の焦点位置から所定距離だけ離して配置された２つのピンホールフィルタの後方に配置された２個の検出器の平均出力との差動出力より、光スポットが通過する反射面の数を計算するようにしている。
【００１２】
次に、第２の実施形態について説明する。
図３は、本発明による光情報記録再生装置の要部に関する第２の実施形態の概略図である。
図３の第２の実施形態は、図１で説明した第１の実施形態とほぼ同様の構成作用を有しており、各ピンホールフィルタ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの構成作用のみ異なっている。
すなわち、この第２の実施形態の各ピンホールフィルタ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃは、その前面のピンホールフィルタ開口部の周囲が遮光面の代わりに反射面となっており、更に、各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの光軸に対してやや傾けて配置されている。このため、各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃから各ピンホールフィルタ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃに入射する光の内、各ピンホールフィルタ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの後方に透過しないで、その周囲で反射する光が存在し、これらの光は、各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの光束を避けて各ピンホールフィルタ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの前方に配置されている各２分割光検出器１１Ａ、１２Ａ、１１Ｂ、１２Ｂ、１１Ｃ、１２Ｃによってそれぞれ検出される。なお、各ピンホールフィルタ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃを透過した光は各光検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ上に照射され検出される。
従って、戻り光の焦点位置から前記所定距離だけ離して配置された前記他のピンホールフィルタ１９Ａ、１９Ｃの後方に配置された前記光検出器１０Ａ、１０Ｃの差動出力より、前記光スポットの焦点誤差信号ＳＥが検出される。
ここで、各２分割光検出器１１Ａ、１２Ａ、１１Ｂ、１２Ｂ、１１Ｃ、１２Ｃの出力を、それぞれａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２とし、各２分割光検出器１１Ａと１２Ａの差分、１１Ｂと１２Ｂの差分、及び１１Ｃ、１２Ｃの差分をそれぞれＳＡ、ＳＢ、ＳＣとするとき、ＳＡ＝ａ１−ａ２、ＳＢ＝ｂ１−ｂ２、ＳＣ＝ｃ１−ｃ２となる。
【００１３】
ここで、３次元記録媒体６の内部の反射面にプッシュプル用のグルーブが設けられている場合に、これによる回折で生じる光束の強度分布の変化を検出することができる。
すなわち、トラッキング誤差信号をＴＥとするとき、トラッキング誤差信号ＴＥは、ＴＥ＝ＳＡ＋ＳＢ＋ＳＣ＝（ａ１＋ｂ１＋ｃ１）−（ａ２＋ｂ２＋ｃ２）で得ることができる。トラッキングの合焦時にＴＥ＝０となるように光学系及び光検出器の出力を調整しておけば、ＴＥの符号でグルーブに対する焦点位置を判定することができる。それ以外の構成、検出原理は前第１実施形態と同一である。
各ピンホールフィルタ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの開口部については、各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃからの光束を透過させるため、光束に対して並行になるように配置する事が望ましい。
各ピンホールフィルタ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの反射面に関しては金属面、誘電体反射膜等が適用できる。作製方法は金属に開口部を作製する方法の他に、金属のメッキ、蒸着、誘電体の蒸着、スパッタリング等の方法も考えられる。それらの開口部ではそこに集光する光ビームの全光量の大半が透過し、一部がその周囲で反射するように開口部の大きさ等が設定されている必要がある。
この実施形態では、前記ピンホールフィルタが開口部の周囲に突起状の反射面を持つようにしたので、反射面のあるピンホールフィルタを戻り光の光軸に対してほぼ垂直に配置することができ、かつピンホールフィルタ前面の複数の光検出器を戻り光の光軸に対して離して最適な位置に配置することができる。このため、ピンホールフィルタの配置や、トラッキング誤差信号の０点調整が容易になると共に、光学系も全体の配置の自由度が増え、各素子を空間的に効率よく配置することができる。
【００１４】
次に、第３の実施形態について説明する。
図４は、本発明による光情報記録再生装置の要部に関する第３の実施形態の概略図である。
図４の第３の実施形態は、図３で説明した第２の実施形態とほぼ同様の構成作用を有しており、各ピンホールフィルタ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの構成作用のみ異なっている。
すなわち、各ピンホールフィルタ１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃの代わりに、開口部の周囲に突起型の反射ミラーを持つ各ピンホールフィルタ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃを用い、更に各２分割光検出器１１Ａ、１２Ａ、１１Ｂ、１２Ｂ、１１Ｃ、１２Ｃの代わりに、開口部を持つ各２分割光検出器２１Ａ、２２Ａ、２１Ｂ、２２Ｂ、２１Ｃ、２２Ｃを用いている。なお、ここで、各単独光検出器１１Ａ、１２Ａ、１１Ｂ、１２Ｂ、１１Ｃ、１２Ｃを用いることも可能である。
この第３実施形態においては、各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの光軸に対して開口部の周囲に突起型の反射ミラーを持つ各ピンホールフィルタ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃがほぼ正対して配置されている。各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃからこの各突起型ピンホールフィルタ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃに入射する光の内、各突起型ピンホールフィルタ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの後方に透過しないで、開口部の周囲の突起部で反射される光が存在し、これらの光は各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの光束を避けて各ピンホールフィルタ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの前方に配置されている開口部を持つ各２分割光検出器２１Ａ、２２Ａ、２１Ｂ、２２Ｂ、２１Ｃ、２２Ｃによってそれぞれ検出するようになっている。すなわち、ピンホールフィルタ前面の２分割光検出器の中心部分に開口部を設け、その中を戻り光の集光ビームか通過するようになっている。
従って、ピンホールフィルタ前面の２分割光検出器の中心部分に開口部を設け、その中を戻り光の集光ビームか通過するように配置したので、反射面のあるピンホールフィルタを戻り光の光軸に対してほぼ垂直に配置することができ、ピンホールフィルタの配置や、トラッキング誤差信号の０点調整が容易になる。また光学系も全体の配置がコンパクトにできる。
【００１５】
また、各検出器は、図４に示すように各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃの集光ビームの周囲に配置する必要がある。ここで、開口部を持つ各２分割光検出器あるいは各単独光検出器２１Ａ、２２Ａ、２１Ｂ、２２Ｂ、２１Ｃ、２２Ｃの出力を、それぞれａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２とし、開口部を持つ各２分割光検出器２１Ａと２２Ａの差分、２１Ｂと２２Ｂの差分、及び２１Ｃ、２２Ｃの差分をそれぞれＳＡ、ＳＢ、ＳＣとするとき、ＳＡ＝ａ１−ａ２、ＳＢ＝ｂ１−ｂ２、ＳＣ＝ｃ１−ｃ２となる。
このとき、トラッキング誤差信号ＴＥは、前実施形態と同様にＴＥ＝ＳＡ＋ＳＢ＋ＳＣ＝（ａ１＋ｂ１＋ｃ１）−（ａ２＋ｂ２＋ｃ２）とすれば良い。トラッキングの合焦時にＴＥ＝０となるように光学系及び光検出器の出力を調整しておけば、ＴＥの符号でグルーブに対する焦点位置を判定することができる。それ以外の構成、検出原理は前第１および第２実施形態と同一である。
各突起型ピンホールフィルタ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの反射面に関しては金属面、誘電体反射膜等が適用できる。作製方法は金属に開口部を作製する方法の他に、金属のメッキ、蒸着、誘電体の蒸着、スパッタリング等の方法も考えられる。それら各突起型ピンホールフィルタ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃの開口部周辺の反射面の形状に関しては、開口部を中心とした凸面形状が考えられるが、これに限らず平面との組み合わせによる多面体等も適用可能である。ただし、開口部に集光する光ビームの全光量の大半が透過し、一部がその周囲で反射するように開口部の大きさ等が設定されている必要がある。
【００１６】
次に、第４の実施形態について説明する。
図５は、本発明による光情報記録再生装置の要部に関する第４の実施形態の概略図である。
図５の第４の実施形態は、図１で説明した第１の実施形態とほぼ同様の構成作用を有しており、第１の実施形態の２つのビームスプリッタ７Ａ、７Ｃの代わりに、図５に示すようにグレーティングビームスプリッタ１７を用いている点が異なっている。
グレーティングビームスプリッタ１７は、入射光を回折により、０次光、±１次光に３分割する。３分割したそれぞれの光束は各集光レンズ８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、各ピンホールフィルタ９Ａ、９Ｂ、９Ｃを通って各光検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ上に照射される。これ以外の各構成、信号検出原理は第１の実施形態の場合と同様である。
また、この第４の実施形態のグレーティングビームスプリッタ１７の構成は第１の実施形態のみでなく、図３、図４で示した第２、第３の実施形態の構成にも同様に適用可能である。グレーティングビームスプリッタ１７に関しては図５で示した凹凸型の他にブレーズ型や体積型のホログラムも適用可能である。
グレーティングビームスプリッタ１７を用いることにより、戻り光の分割がコンパクトにでき、装置の全体を小型にすることができる。
【００１７】
次に、第５の実施形態について説明する。
図６は、本発明による光情報記録再生装置の要部に関する第５の実施形態の概略図である。
図６の第５の実施形態は、図５で説明した第４の実施形態とほぼ同様の構成作用を有しており、第４の実施形態のグレーティングビームスプリッタ１７の代わりに、図６に示すようにグレーティングビームスプリッタ１７Ｂと、グレーティング１７Ａ、１７Ｃの３つの組み合わせの２重グレーティングを用いている点が異なっている。従って、光源に波長変動がある場合でも、焦点位置の変動を防ぐことができ、光検出器の強度の低下が避けられ、光学系の安定性が向上する。
図６に示すように、グレーティングビームスプリッタ１７Ｂは入射光を回折により、０次光、±１次光に３分割し、更にグレーティング１７Ａ、及び１７Ｃにより、グレーティングビームスプリッタ１７Ｂからの±１次光を更にそれぞれ回折させている構成が、第４の実施形態と異なっている。作用としては図５の第４の実施形態とほぼ同様である。また、この部分以外の各構成、信号検出原理は第１の実施形態の場合と同様である。
また、第４の実施形態と同様に、このグレーティングビームスプリッタの構成は、図１に示した第１の実施形態のみでなく、図３、４で示した各実施形態の構成にも同様に適用可能である。グレーティングビームスプリッタ７Ｂとグレーティング７Ａ、７Ｃに関しては図６で示した凹凸型の他にブレーズ型や体積型のホログラムも同様に適用可能である。
なお、これまでの第１から第５実施形態において、光源１に高出力のパルスレーザ等を用い、３次元記録媒体６として、２光子記録材料層と高反射層との２層構造の繰り返しからなる多層構造を用いることができる。従って、記録時に深さ方向により浅く記録できることから、記録媒体と反射層の組み合わせの多層構造において、繰り返しの層間隔をより小さくすることが出来る。
この場合、フォーカシングあるいはトラッキング信号の検出は、第１から第５実施形態の構成の方法が適用できる。なお、記録時と再生時では光源１の光出力を変化させ、再生時は下げる必要がある。また、２光子記録材料としては、ジアリ−ルエテン系のフォトクロミック材料等が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による光情報記録再生装置の要部に関する第１の実施形態の概略図。
【図２】図１に示した各ピンホールフィルタのそれに対応する集光レンズの光軸方向に関する位置と、各光検出器の出力の関係を示すグラフ図。
【図３】本発明による光情報記録再生装置の要部に関する第２の実施形態の概略図。
【図４】本発明による光情報記録再生装置の要部に関する第３の実施形態の概略図。
【図５】本発明による光情報記録再生装置の要部に関する第４の実施形態の概略図。
【図６】本発明による光情報記録再生装置の要部に関する第５の実施形態の概略図。
【図７】従来の光情報記録再生装置の一例の概略構成図。
【符号の説明】
【００１９】
１  光源、２  集光レンズ、３  偏光ビームスプリッタ、４  波長板、５  対物レンズ、６  ３次元記録媒体、７  グレーティング、ビームスプリッタ、８  集光レンズ、９  ピンホールフィルタ、１０  光検出器、１１  分割光検出器、１７  グレーティング、ビームスプリッタ、１９  ピンホールフィルタ、２０  光スポット位置制御装置、２１  分割光検出器、２９  突起型ピンホールフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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